2022届高三化学高考备考一轮复习训练-工艺流程大题应用（一）

2022届高三化学高考备考一轮复习训练一工艺流程大题应用(一)【原

卷部分】

一、填空题(共8题)

1.氟碳锦矿(主要成分为CeFCCh)是提取稀土化合物、冶炼铀的重要矿物原

料，以氟碳车市矿为原料提取铀的工艺流程如图所示。回答下列问题：

浓

缩

循

环

利

用

(l)CeFCO3中Ce的化合价为。

(2)氧化培烧时不能使用陶瓷容器，原因是

_______________________________(用化学方程式解释)。

(3)氧化焙烧后的产物之一为CeO2,则酸浸时发生反应的离子方程式为

(4)HT是一种难溶于水的有机溶剂，则操作I的名称为

(5)为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减

小，其原因是

(6)有机物HT能将Ce3+从水溶液中提取出来，该过程可表示为Ce3+(水

层)+3HT(有机层)=CeT3(有机层)+3H+(水层)。向CeT3(有机层)中加入

稀硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液，从平衡角度解释其原因：

(7)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式:

2.硒是典型的半导体材料，在光照射下导电性可提高近千倍。下图是从某

工厂的硒化银半导体废料(含Ag£e、CU单质)中提取硒、银的工艺流程

图：

反应④

回答下列问题：

(1)为提高反应①的浸出速率，可采用的措施为(答出两

条)。

(2)已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质，写出该反应的离

子方程式o

(3)反应②为Ag2SOKs)+2C「(aq)=2AgCl(s)+SO：(aq)；常温下的Ag2so4Age1饱和

溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图1所示。则

Ag2so4G)+2C「(aq)=2AgCI(s)+SO；(aq)的化学平衡常数的数量级为

图1

(4)写出反应④的化学方程式o

(5)室温下,H^SeO,水溶液中HFeO，、HSeO；、SeOj的摩尔分数随pH的变

化如图2所示，则室温下凡Seo?的Ka?=。

1.0

4.88

图2

（6）工业上粗银电解精炼时，电解液的pH为1.5〜2,电流强度为

5-10A,若电解液pH太小，电解精炼过程中在阴极除了银离子放电，还

会发生_________（写电极反应式），若用10A的电流电解60min后，得

到324gAg,则该电解池的电解效率为%（保留小数点后一位。

通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理上应沉积

的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500。m。尸）。

3.金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。以钛铁矿［主要成分为钛酸亚

铁（FeTiOj,含少量Fe。」为原料制备钛的工艺流程如图1所示：

353KL|FeSO,•7而］

1-----------1H30.।-----------17H：TiO,国体岑^TiO,

I伏铁浦我卜

残渣滤渣3废液|

图1

回答下列问题:

（1）步骤②③④中，均需进行的操作是________（填操作名称）。

（2）滤液1中钛元素以TiO2,形式存在，步骤①中生成TiO”的化学方程式

为o硫酸质量分数对钛、铁浸出率的影响如图2所示，据此判

断，酸浸时所加硫酸的质量分数应为（填范围）。

Q

(>96

92

88

84

801----------------1~।_•----•

1009590858()7570

破酸质量分数7%

图2

（3）请结合离子方程式解释步骤④中加热水的原因

(4)电解法制备Ti的装置是以石墨为阳极，TQ为阴极，熔融CaO为电

解质。Ti在___________(填“阳极”或“阴极”)生成，

(填“能”或“不能”)将熔融CaO换成石灰乳。

(5)以绿矶为原料，可以制备重要工业原料氧化铁，基本流程如图3所

示：

缘双澹液|稍过量的NH，HC2*FeCO，沉阕~.洗涤|~~.干燥|~~.艰烧|―“产品

图3

①绿矶溶液中离子浓度由大到小的顺序为。

②FeCO、达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8,

2+5

c(Fe)=1.0xl0-moI-L'o所得FeCO,中(填“含”或“不含”)

Fe(OH)2o｛已知:K/Fe(OH)［=4.9x101

4.用含碑氧化铜矿［含CuO、CU2(OH)2CO3,AS2O3及重金属盐等］制取CU2(OH)2s。4

的工艺流程如下：

(NHJSQ.溶液

NH出NH,).SOj容液(NHJ.S溶液FeSOj容液NH

勰*T氮~~T除哈十|~~T熊AsO「|—呼卜疗器1过滤、，洗涤卜Cu/OH^SO,

ij~n|inIKv|\i

浸遁重金属硫化物遭FeAsO„Fe(OH),滤液

(1)步骤1“氨浸”时,控制温度为50〜55℃,pH约为9.5,含铜化合物

转化为［CU(NH3)/S04溶液。

①Cu+的外围电子排布式为O

②CuO被浸取的离子方程式为。

③浸取温度不宜超过55C,其原因是。

④Cj+与N%结合时，溶液中含铜微粒的物质的量分布分数(5)与溶液中游

离的c(NHj的对数值的关系如下图所示。若用1L浸取液(由等物质的量

2

NH3和NH：组成)将amolCu2(OH)2CO3全部浸出为［CU(NH3)4］'(CO^转变为

HCOj,不考虑其他反应，溶液体积变化忽略不计)，原浸取液中起始时

c(NH3)应满足的条件是

0.6

0.4

0.2

lgc（NH：）

(2)“除As。?”时，FeSCU需过量，一方面使As。?沉淀完全，另一目的是

(3)“蒸氨”时发生反应的化学方程式为

(4)为了实现生产过程中物质循环利用，可采取的措施为

5.铝酸钠晶体3%乂。0「2也0)常用于配制金属缓蚀剂.图为利用铝精矿(主

要成分是M。，，含少量PbS等)为原料生产铝酸钠晶体的工艺流程图.回

答下列问题：

_Na,CO,一

空气二状沉淀剂

।溶液।

'J'

铜精矿->|焙烧|T|浸取|T|过滤|T|结晶|T|重结晶|->Na2MoO4-2H,O(s)

jJJJ

SO2(g)气体A废渣母液

(1)为了提高焙烧效率，除增大空气量外还可以采用的措施是

(写一条即可)，写出焙烧时生成M°O3的化学方程

式.

(2)“浸取”时产生的气体A是.

(3)若“过滤”前加入的沉淀剂为N%S,则废渣的成分为

(填化学式).

(4)“结晶”前需向滤液中加入Ba(OH)2固体以除去CO：一.若滤液中

c(MoO；)=0.40mol/L,c(CO『)=0.20mol/L,要使铝元素无损失，COJ的最大

去除率是[已知：K.p（BaCOj=1.0x10-9,

s

,ATsp（BaMoO4）=4.0x10].

（5）重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数

后必须净化处理，原因是

（6）铝酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂.常温下，

碳素钢在缓蚀剂中的腐蚀速率实验结果如图所示.要使碳素钢的缓蚀效果

最好，缓蚀剂中铝酸钠（摩尔质量为M）的物质的量浓度为

_______________mol/L.

s

b

将•

量u

概u=

著or

一

£-、

展

踞

W冠

且

器

奖

0100150200300月桂酰肌氨酸

缓蚀剂的浓度/mg•L-1

6.以金属切削废料（由铁屑和银钻合金、金刚砂组成）为原料回收银钻生产

NiSO4-7Hq和CoCl2-6H2O的工艺如图：

HNO3、H2s。4NaOHNaClONa2cO3H2s。4

混合液溶液溶液溶液溶液

废料

浓缩结晶

浓盐酸

已知：①相关金属离子B（M"）=0/mol.LT］形成氢氧化物沉淀的pH范围如

下：

金属离子0)3+Co"Fe"Fe2+Ni2+

开始沉淀的

0.37.21.56.36.9

PH

沉淀完全的

1.19.22.88.38.9

pH

7

②常温下,^P（NiCO3）=1.0xl0-o

回答下列问题：

（1）将废料研磨成粉的作用是___________________0

⑵理论上“除铁”需控制pH的范围为,“滤渣2”中除Fe（OH）,

外，还有少量黄钠铁矶［NaFe6（SO4）4（OH）1，写出Fe3+生成黄钠铁矶的离子方

程式：O

（3）写出“钻银分离”时发生反应的离子方程式：

“银钻分离”后溶液中c（Ni2+）=1.0molU',若“滤液2”中｛CO；）=1（T5moiC,则

因沉淀减少的c（Ni"）

沉银率=______________________［沉银率=］。

初始c（Ni?+）

（4）“转化”时产生的气体为o

（5）碱性银氢电池是国产比亚迪汽车车载电池之一，其电池反应为:

Ni00H+MH管Ni（0H）2+M。放电时，负极反应式为

7.镉（Cd）可用于制作某些发光电子组件，一种以镉废渣（含CdO及少量

ZnO、CuO、MnO、FeO杂质）为原料制备镉的工艺流程如图：

H2so4石灰乳KMnO4ZnNaOH

镉废渣“康H调出=5卜&卜海绵镉4^1--广0

~J~~1L，Na2ZnO2

滤渣1滤渣2滤液

回答下列问题：

(1)“滤渣1”的主要成分为Cu(OH)2和(填化学式)。

(2)“氧化”时KMn。,的还原产物是Mn5,该步骤中除铁、除锌的离子方程

式分别为。

(3)“置换”镉中置换率与必黑鬻季的关系如图所示，其中Zn的理论

用量以溶液中Cd"的量为依据。

80----1-----------1-----------1----1----1----------1_>

0.91.01.11.21.31.41.5

”(Zn的实际用量)

MZn的理论用量)

①实际生产中必粤”鹘比值最佳为1.3,不宜超过该比值的原因是

②若需置换出112kgCd,且使镉置换率达到98%,实际加入的Zn应为

______________________________kg。

(4)“置换”后滤液溶质主要成分是(填化学式)。

(5)“熔炼”时，将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH混合反应，反应的化学方

程式是o当反应釜内无明显气泡产生时

停止加热，利用Cd与Na2ZnO2的不同，将Cd从反应

釜下口放出，以达到分离的目的。

8.氧氯化错(ZKKh)是错英砂的初步加工产品，是重要的错盐基础化工产

品，广泛应用于冶金、化工、陶瓷等行业。使用错英砂(主要成分为ZrS.)

经由“一酸一碱法”制备氧氯化错的主要流程如下：

足量NaOH水足量盐酸

身:fLl®—®―麟g.由必闻

N中。川I------|

I漉渣1

滤液1

已知：①Na221c3不溶于强碱溶液，酸性条件下转化为ZrO(OH)2；②

ZrO(OH)2不溶于水，可与酸反应。

(1)错为40号元素，基态错原子的价层电子排布与钛的相似，请画出基

态错原子的价电子排布图；二氧化错的沸点为

4300℃,难溶于水，耐磨性能好，为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料，

分析推测二氧化错属于晶体。

(2)“碱烧”过程中发生的主要反应的化学方程式为

(3)“水洗，过滤”步骤可以洗去部分钠元素和硅元素，下列各图是不

同工艺条件对除杂率的影响，出于对经济效益和生产效率的考虑，最佳除

杂条件为、0

(4)“转型(除钠)”步骤中，加入足量盐酸的目的一是使硅元素转变为

从而除去，二是将NazZrOs转化成ZrO(OH)2,进而转

化为ZrOCl?,叫20与HC1反应生成ZrO(OH)2的离子方程式为

o"转型(除钠)”涉及的实验操作为

(5)“滤渣1”是错硅渣，为减少损失，提高生产效率，对错硅渣合理

的处理操作是o

(6)某实验小组欲测定水合氧氯化错中结晶水含量，具体操作如下：准

确称取样品3.0g,溶于盐酸配制成250mL试液。用移液管吸取10.00

mL,置于250mL锥形瓶中，加水100mL,用盐酸调节pH,力口0.2g盐

酸羟胺掩蔽无关离子，加2滴二甲酚橙作指示剂，用0.02m°i.LT的EDTA

标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色。反复煮沸滴定，煮沸后的溶液

呈亮黄色且保持不变即为终点。已知滴定终点时消耗EDTA标准溶液

30.00mL,计算得到水合氧氯化错样品中结晶水的百分含量为

o(错以ZrO2+的形式存在，与EDTA以物质

的量之比为1:1反应)

二、实验题(共2题)

9.钛被称为继铁、铝之后的第三金属，性能优越,广泛用于航空航天等领域,

有人说“21世纪将是钛的世纪”。冶炼金属钛的主要原料为钛铁矿(主要

成分为FeTiCh,含FeO、FezCh等杂质)淇冶炼过程如图所示，除了得到金属

钛，还可以得到副产物绿研(FeSO4・7H2。)。

钛铁矿H2s0,

已知:FeTiO3+2H2sO4=TiOSO4+FeSO4+2H2。。

(1)钛铁矿用稀硫酸浸取前需充分研磨,目的是O

(2)试剂A为o已知绿矶的溶解度随温度变化的曲线如图

所示，则从溶液②中获得绿矶的操作方法为。

8100

、

归80

境60

茨40

20

020406080100

温度/七

2+

(3)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)2]=8X10叫若溶液②中c(Fe)=0.5mol・L”,为防

止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超过(lg2=0.3)。

(4)TiOSO4水解生成偏钛酸(HzTiCh)沉淀的化学方程式为。虚

线框内的流程是经过大量科学研究后得到的方法，科学家原来的设想为

TiO2(s)+2Cl2(g)=TiC14(l)+O2(g)△H=+140kJ・mo吐但无法实现，试从反应

自发性角度来解释该设想无法实现的原因:0

(5)TiCh的水解程度很大,简述用TiCL(s)配制TiCL溶液的操作过

程:o

IO'。，是一种工业催化剂，某冶钢工业废水(主要成分为vo；、Crq；、

NH：、Na，)联合处理工艺可以从冶车凡工业废水中回收VQ,,并获取镀肥。

相关工艺流程如图所示：

HJSO4在机溶制

冶机

工业废水

I•系列操作

V。

L油济

调方pH.过港

曲代累帮吹般叫余液就

已知几种离子沉淀时数据信息如下:

离子Fe2tFe3+Cr3+

开始沉淀时pH7.61.74.3

完全沉淀时pH9.73.77.6

(1)V0；中V的化合价为

(2)已知VO；能被Fe"还原为V",则加入绿矶后发生反应的离子方程式

为o

(3)调节“水相”pH的范围为,滤渣的成分为.

(4)“余液”中含有5.0%〜6.0%的NH：,从副反应的角度指出次氯酸钠

氧化镂盐的方法中存在的不足之处:。

(5)全钮液流电池具有安全性高、循环寿命长等特点，非常适合大规模

储能的需求。采用光谱纯石墨电极做电极，硫酸做电解液，装置如图所

示，则放电时正极的电极反应式为,充电时阳极pH变化为

（填“变大”“变小”或“不变”）。

6-

离

子

膜

VO^/VO；

2022届高三化学高考备考一轮复习训练一工艺流程大题应用（一）【答

案部分】

一、填空题（共8题）

1.氟碳铀矿（主要成分为CeFCCh）是提取稀土化合物、冶炼车市的重要矿物原

料，以氟碳锦矿为原料提取铀的工艺流程如图所示。回答下列问题：

CO2、HF稀硫酸、双氧水

硫酸钝稀溶液

浓

缩

循

有机层Ce/环

氧气利

用

通入5加碱调节PH

Ce(OII)4立滤、洗涤、干燥।Ce（OHb悬浊液含Ce3*溶液-----

（l）CeFCO3中Ce的化合价为。

（2）氧化培烧时不能使用陶瓷容器，原因是

__________________________________（用化学方程式解释）。

（3）氧化焙烧后的产物之一为CeCh,则酸浸时发生反应的离子方程式为

（4）HT是一种难溶于水的有机溶剂，则操作I的名称为

(5)为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减

小，其原因是

(6)有机物HT能将Ce3+从水溶液中提取出来，该过程可表示为Ce3+(水

层)+3HT(有机层)-CeT3(有机层)+3H+(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀

硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液，从平衡角度解释其原因：

(7)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式:

1.答案：(1)+3(2)SiO,+4HF=SiI^?+2H,O

+,+

(3)2CeO,+H2O2+6H=2Ce+0,t+4H2O(4)分液

(5)温度升高，双氧水发生分解，造成浸出率偏小

(6)向混合液中加入稀硫酸，使c(H+)增大，平衡向形成Ce3+水溶液方向

移动

(7)4Ce(OH),+O2+2H2O=4Ce(OH)4

2.硒是典型的半导体材料，在光照射下导电性可提高近千倍。下图是从某

工厂的硒化银半导体废料(含Ag?Se、CU单质)中提取硒、银的工艺流程

图：

反应④

回答下列问题:

(1)为提高反应①的浸出速率，可采用的措施为(答出两

条)。

(2)已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质，写出该反应的离

子方程式o

(3)反应②为Ag2sC)4(s)+2CT(aq)=2AgCl(s)+SO；-(aq)；常温下的Ag2sO,AgCl饱和

溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图1所示。则

Ag2so4(s)+2C「(aq)=2AgCl(s)+SOj(aq)的化学平衡常数的数量级为

__________________________________________________________O

pAg»-lgc(Ag*).pM=-lgc(阴育子)

图1

(4)写出反应④的化学方程式o

(5)室温下，H^SeO、水溶液中H’SeO、、HSeO；、SeO；的摩尔分数随pH的变

化如图2所示，则室温下H2SeO,的Ka2=。

图2

(6)工业上粗银电解精炼时，电解液的pH为1.5〜2,电流强度为

5-10A,若电解液pH太小，电解精炼过程中在阴极除了银离子放电，还

会发生_________(写电极反应式)，若用10A的电流电解60min后，得

到324gAg,则该电解池的电解效率为%(保留小数点后一位。

通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理上应沉积

的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500C.moL）。

2.答案：（1）加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等

（2）4AgCI+N2H4H2O+40H=4Ag+4CP+N,t+5H2O

（或4AgCl+N2H4+4OH-=4Ag+4CP+N2T+4H2O）

(3)1014

(4)H2SeO3+2SO2+H2O=2H2SO4+Se或H2SeO3+2H2SO3=2H,SO4+Se+H,O

(5)1OF或5.0x10-8

+

(6)2H+2e-=H2t；80.4%

3.金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。以钛铁矿［主要成分为钛酸亚

铁（FeTiOj,含少量Fe。。」为原料制备钛的工艺流程如图1所示：

353K.FeSOj

|饮铁矿|注液1I日，T源流2I冷要品r*|H,TiO网体磬＞TiO,电解专Ti

"&nr④⑤

残渔法渣④

图1

回答下列问题：

（1）步骤②③④中，均需进行的操作是（填操作名称）。

（2）滤液1中钛元素以T。+形式存在，步骤①中生成Tia的化学方程式

为o硫酸质量分数对钛、铁浸出率的影响如图2所示，据此判

断，酸浸时所加硫酸的质量分数应为（填范围）。

*

/

锦

-H

惺

（3）请结合离子方程式解释步骤④中加热水的原因__________o

（4）电解法制备Ti的装置是以石墨为阳极，T。为阴极，熔融CaO为电

解质。Ti在___________（填“阳极”或“阴极”）生成，

（填“能”或“不能”）将熔融CaO换成石灰乳。

（5）以绿矶为原料，可以制备重要工业原料氧化铁，基本流程如图3所

示：

缘双溶液丫肖过量的NH目（I工।FeCO,沉淀|-T洗涤|■―，干燥|—1熄烧|―T产品

图3

①绿矶溶液中离子浓度由大到小的顺序为O

②FeCO,达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8,

2+51

c（Fe）=1.0xlO-molL-0所得FeCO,中（填“含”或“不含”）

17

Fe（OH）20{已知：/Csp[Fe（OH）2]=4.9x]0-}

3.答案：（1）过滤

（2）FeTiO,+2H,SO4=TiOSO4+FeSO4+2H,O;80%-85%

2++

（3）TiO+2H2O^H2TiO3+2H,水解反应为吸热反应,加热水促进水解反

应向正反应方向进行

（4）阴极；不能

（5）②不含

解析：

（2）353K时，加人氏*如杵和臼1申。,发生反应:也0,+川1制\=卜可"））.3乩。・仰结介拢微川世元家以

TK广影式“在可知,FcTiOjm1s仇发生反应：FECAMH弃O,CTiOSO,.F7S（V2Hj）,经过处除无找渔得注

液I,故滩液I中主要4F「"，Kr'\TiOJ,.§（甘

Ti。'•水斛生成Ti（户.2孙）-H,Ti”2H,经过—也T0一体

电解TH%发生反应：Tic：双Ikrmj

TFeSO・•7凡0|

铁粉俄嘏

Ti。】电好法.Ti—产乩

■固体f

♦5~I~⑤

残渔

T与波]

原林：ErTiO,.3少址F“），

一烧I—同体发生戊应：儿'门仆,里经【X）；♦”）

注液2冷却结1vl后析出FeS。.-7IIJ）,经过法

分闺曲RE）.-7H,0.故犍液3中主瞿含力Ti（户

注液I中加入饮也将Fr*化为府.・发生反由F"2Fr”=3卜”过滤出刊龙/2,故/淞2中|依含/肝「用）,N）：

（1）根据上述分析可知，步骤②③④都用到的操作是过滤。

（2）由图2可知，当硫酸质量分数为80%-85%时，Ti、Fe浸出率最大。

（3）水解反应为吸热反应，加入热水，促进水解平衡正向移动，即促进

TiO»水解生成HJR。

（4）TiO?作阴极，阴极上发生得电子的还原反应，即TiC）2+4e——Ti+2（y-,

故Ti在阴极生成，石墨作阳极，阳极上发生失电子的氧化反应，即

2

2O--4e=O2TO石灰乳为Ca（OH）2的水溶液，若将熔融CaO换成石灰乳，

阴极上H+得电子生成儿,无法得到Ti,故不能将熔融CaO换成石灰乳。

（5）①绿矶为FeSO「7H2。，故绿矶溶液为FeSO4溶液，溶液中Fe2+会发生水

解，使溶液呈酸性，即c（H+）＞c（OH-）,故溶液中离子浓度由大到小的顺序

为c（SO：）＞c（Fe2+）＞c（H+）＞c（0H）。②由pH为8可知，溶液中

c（Hj=1.0xl0-8molL',则室温下，

CUH=—；——7=------------1mOlL=l.UXiumol-L，火IJ

、'c(H~)1.0x10-8

2+2521717

Q=c(Fe)c(OH-)=1.0xl0-x(1.0xl0^)=1.0xl0<Arsp[Fe(OH)2]=4.9xl0，故沉淀

中不含Fe(OH)2。

4.用含碑氧化铜矿[含CuO、CU2(OH)2CO3,As用3及重金属盐等]制取CMOH)2sO’

的工艺流程如下：

(NHJMO”溶液

NH,XNHJSO,溶液(NHJS溶液FcSOj容液

结浸----除质掣------除AsOj_过滤一蒸氨.过滤、洗涤―CuJOHhSO,

ii|inIivvMl

滤液

重金属硫化物渣FeAsOM.Fe(OH),

（1）步骤I“氨浸”时,控制温度为50〜55℃,pH约为9.5,含铜化合物

转化为［cu（NH3）/sc＞4溶液。

①Cu+的外围电子排布式为o

②CuO被浸取的离子方程式为o

③浸取温度不宜超过55℃,其原因是o

④c『+与N%结合时，溶液中含铜微粒的物质的量分布分数⑹与溶液中游

离的c(N&)的对数值的关系如下图所示。若用1L浸取液(由等物质的量

NH3和NH：组成)将amolCu2(OH)283全部浸出为［Cu(N&%「(8’转变为

HCOJ,不考虑其他反应，溶液体积变化忽略不计)，原浸取液中起始时

C(NH3)应满足的条件是O

工,产[C'u(NHd]/.””

中、；*叩河M«<NHs

0.63

0.4//V

0.2

0

lgc(NHJ

(2)“除As。?”时，FeSCU需过量，一方面使As。?沉淀完全，另一目的是

(3)“蒸氨”时发生反应的化学方程式为o

(4)为了实现生产过程中物质循环利用，可采取的措施为

4答案:(1)①3d"

_.50-55℃r,「2+

(2)CUO+2NH3+2NH4[Cu(NH3)4]+H2O

③浸取温度不宜超过55C,若是反应温度过高，会加速NH?的挥发

@c(NH3)>(5a+l)mol/L

(2)生成的Fe(OH)3[或Fe(OH%艮(0叫]絮状沉淀吸附FeAsO’等含碑微粒

r1△

(3)2[CU(NH3)4]SO4—CU2(OH)2SO4^+6NH3T+(NH4),SO4

（4）用步骤V蒸出的N%与步骤VI的滤液配制步骤I所需的NHWNHJSO,

浸取液可以在生产过程中物质循环利用。

5.铝酸钠晶体（NaNoOjH。常用于配制金属缓蚀剂.图为利用用精矿（主

要成分是M°S2,含少量PbS等）为原料生产铝酸钠晶体的工艺流程图.回

答下列问题:

空气二）沉淀剂

铜精矿T|焙烧|->|浸取|f|过滤|-»|结晶||重结晶|TNa2MoO4-2H2O(S)

J1J

SO2(g)气体A废渣母液

（1）为了提高焙烧效率，除增大空气量外还可以采用的措施是

（写一条即可），写出焙烧时生成MoO,的化学方程

式.

（2）“浸取”时产生的气体A是.

（3）若“过滤”前加入的沉淀剂为Na?S,则废渣的成分为

（填化学式）.

（4）“结晶”前需向滤液中加入Ba（OH）2固体以除去CO；：若滤液中

c（MoO;-）=0.40mol/L,C（CO?=0.20mol/L,要使铝元素无损失，CO：的最大

9

去除率是[已知：Ksp（BaCO3）=1.0xl0-,

-8

,（BaMoO4）=4.0x10].

（5）重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数

后必须净化处理，原因是

（6）铝酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂.常温下,

碳素钢在缓蚀剂中的腐蚀速率实验结果如图所示.要使碳素钢的缓蚀效果

最好，缓蚀剂中铝酸钠(摩尔质量为M)的物质的量浓度为

_______________mol/L.

:L

图i

差z

祥2.

£-禽

一

同

隹

H宜

魅

电

一

°100150200300月桂酰肌短酸

缓蚀剂的浓度/mg•L"

5.答案：(1)固体粉碎或逆流焙烧等措施来提高焙烧效率

高温

===

2Mos2+7O22Moe)3+4sO2

(2)co2

(3)PbS

(4)95%

(5)使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶时会析出杂质，

影响产品纯度

(6)叱

M

6.以金属切削废料(由铁屑和银钻合金、金刚砂组成)为原料回收银钻生产

NiSO4-7H2O和CoCh•6HQ的工艺如图:

HNC）3、H2sC>4NaOHNaClONa2cO3H2so4

混合液溶液溶液溶液溶液

浓盐酸

已知：①相关金属离子［。。(乂-户口旧内匚^形成氢氧化物沉淀的pH范围如

下：

金属离子Co3+Co2+Fe3+Fe2tNi"

开始沉淀的

0.37.21.56.36.9

PH

沉淀完全的

1.19.22.88.38.9

PH

7

②常温下,^（NiCO3）=1.0xl0-o

回答下列问题：

(1)将废料研磨成粉的作用是___________________0

⑵理论上“除铁”需控制pH的范围为,“滤渣2”中除Fe(OH).

外，还有少量黄钠铁矶［Na『e6(SO4)4(OH)］，写出Fe"生成黄钠铁矶的离子方

程式：o

(3)写出“钻银分离”时发生反应的离子方程式：

5

“银钻分离”后溶液中。停+)=10moi心，若“滤液2”中c(CO；-)^10-molL-',则

因沉淀减少的c(Ni")

沉模率=______________________［沉银率=］。

初始c(Ni2+)

(4)“转化”时产生的气体为

(5)碱性银氢电池是国产比亚迪汽车车载电池之一，其电池反应为:

NiOOH+MH^Ni(OH)2+Mo放电时，负极反应式为

6.答案：(1)增大固液接触面积，加快酸溶速率，提高原料利用率

+

(2)2.8~6.9或2.8<pH<6.9;6F「++4SOr+2Na+120H-=Na2Fe6(SO4)4(0H)12J

(3)CIO+2co2++4OH+HQ=2Co(OH)3J+cr；99%或0.99

(4)C12

(5)MH-e+0H=M+H20

7.镉(Cd)可用于制作某些发光电子组件，一种以镉废渣(含CdO及少量

ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图：

H2so4石灰乳KMnO4ZnNaOH

镉废渣“施H调疝=5%彘卜海绵镉--广

~J~~|L*Na2ZnO2

滤渣1滤渣2滤液

回答下列问题：

(1)“滤渣1”的主要成分为Cu(OH)2和(填化学式)。

(2)“氧化”时KMn。,的还原产物是MnO?,该步骤中除铁、除镒的离子方程

式分别为o

⑶“置换”镉中置换率与座嘤热季的关系如图所示，其中Zn的理论

用量以溶液中Cd?+的量为依据。

八

801----1----1----1——।----1——।_►

0.91.01.11.21.31.41.5

〃（Zn的实际用量）

〃（Zn的理论用量）

①实际生产中繇I翳1比值最佳为13不宜超过该比值的原因是

②若需置换出112kgCd,且使镉置换率达到98%,实际加入的Zn应为

___________________________________________kgo

(4)“置换”后滤液溶质主要成分是(填化学式)。

(5)“熔炼”时，将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH混合反应，反应的化学方

程式是o当反应釜内无明显气泡产生时

停止加热，利用Cd与Na2ZnO2的不同，将Cd从反应

釜下口放出，以达到分离的目的。

7.答案：⑴CaSO」

2+:

(2)3Fe+MnO4+7H2O=3Fe(OH),J+MnO2J+5H”;

2+

3Mn+2MnO；+2H2O=5MnO2J+4H+

(3)①锌粉用量过多增加成本；海绵镉的纯度降低；熔炼中NaOH用量过多

增加成本

②86.2

(4)ZnSO4

/八高温或熔炼.+谷

(5)Zn+2NaQHNa2ZnO2+H2T;密度

解析：根据工艺流程图可知，镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO和

FeO杂质)，粉碎后加入稀H2s0」溶解后，溶液中含有

CdSO4>ZnSO4>CUSOQMnSO”、FeSO^等硫酸盐；加入石灰乳调节pH=5,有

CaSO“生成，因为CaSO”微溶于水，同时沉淀除去01(0叫；在滤液中加入

KMnO4溶液，将Fe?+氧化为Fe3+,形成Fe(OH)3沉淀，同时将Mi?+氧化生成

MnO?沉淀；在滤液中再加入锌置换出Cd,得到海绵镉；海绵镉用NaOH

溶解其中过量的Zn,得到Cd和Na/nO。，据此作答。

(1)由上述分析可知，加入石灰乳后，有CaSO,生成，CaSO,微溶于水，故

“滤渣1”的主要成分为Cu(OH),和CaSO」。

⑵"氧化"时.KMM氧化Fe?+、Mn2+,得到Fe(OH).和MnO?沉淀，还原产物

是MnO?,故离子方程式分别为3Fe"+MnO；+7H2O—3Fe(OH)3J+MnO?J+5H+和

2+

3Mn+2MnO；+2H2O=5MnO,+4H*0

(3)①实际生产中空嘤鬻祟比值最佳为13如果超过该比值，锌粉用

〃(Zn的理论用重)

量过多会增加成本；生成的海绵镉的纯度会降低；熔炼过程中NaOH的用

量过多，也会增加成本。

②根据反应Cd"+Zn==Cd+Zn”,若需置换出112kgCd,且使镉置换率达

到98%,zn的或用量=常，解得加(Zn的理论用量)-66.3kg,所以

98%

rn(Zn的实际用量)=L3m(Zn的理论用量)仁86.2kg。

(4)根据流程图，“氧化”后的溶液中主要含有CF和Zn*,因此加入锌“置

换”，即CdSO4+Zn-Cd+ZnSO4,滤液溶质的主要成分是ZnSCX,。

(5)“熔炼”时，将海绵镉(Cd和过量的Zn)与NaOH混合反应，过量的Zn

被NaOH溶解，反应的化学方程式是函08aom高温或熔炼?2#当

反应釜内无明显气泡产生时停止加热，Cd液体与Na/nO?的密度不同，将

Cd从反应釜下口放出，以达到分离的目的。

8.氧氯化错(ZKXN)是错英砂的初步加工产品，是重要的错盐基础化工产

品，广泛应用于冶金、化工、陶瓷等行业。使用错英砂(主要成分为ZrSi。")

经由“一酸一碱法”制备氧氯化错的主要流程如下：

足fltNaOH水足量盐酸

遇T水L1回——®~~碗.(水由回

N—tyjIK-----------1J

I漉渣1

滤液1

已知：①NazZK),不溶于强碱溶液，酸性条件下转化为ZrO(OH)2；②

ZrO(OH)2不溶于水，可与酸反应。

(1)错为40号元素，基态错原子的价层电子排布与钛的相似，请画出基

态错原子的价电子排布图______________________；二氧化错的沸点为

4300℃,难溶于水，耐磨性能好，为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料，

分析推测二氧化错属于晶体。

(2)“碱烧”过程中发生的主要反应的化学方程式为

(3)“水洗，过滤”步骤可以洗去部分钠元素和硅元素，下列各图是不

同工艺条件对除杂率的影响，出于对经济效益和生产效率的考虑，最佳除

杂条件为、o

(4)“转型(除钠)”步骤中，加入足量盐酸的目的一是使硅元素转变为

从而除去，二是将NazZrOs转化成ZrO(OH)2,进而转

化为ZrOCl?,叫20与HC1反应生成ZrO(OH)2的离子方程式为

o"转型(除钠)”涉及的实验操作为

(5)“滤渣1”是错硅渣，为减少损失，提高生产效率，对错硅渣合理

的处理操作是o

(6)某实验小组欲测定水合氧氯化错中结晶水含量，具体操作如下：准

确称取样品3.0g,溶于盐酸配制成250mL试液。用移液管吸取10.00

mL,置于250mL锥形瓶中，加水100mL,用盐酸调节pH,力口0.2g盐

酸羟胺掩蔽无关离子，加2滴二甲酚橙作指示剂，用0.02m°i.LT的EDTA

标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色。反复煮沸滴定，煮沸后的溶液

呈亮黄色且保持不变即为终点。已知滴定终点时消耗EDTA标准溶液

30.00mL,计算得到水合氧氯化错样品中结晶水的百分含量为

o(错以ZrQ2+的形式存在，与EDTA以物质

的量之比为1:1反应)

4d5s

8.答案：(1)||[11I；原子

(2)ZrSiO4+4NaOH^^Na2SiO3+Na2ZrO3+2H2O

(3)液固比为7:1；水洗温度为70C；水洗时间为25min

++

(4)H2SiO3;Na2ZrO3+2H=2Na+ZrO(OH)2;过滤

(5)将滤渣洗涤，并将洗涤液并入母液中

(6)11%

解析：(1)倍的原子序数为40,基态错原子的价层电子排布和钛的相

似，错位于第五周期第IVB族，基态错原子的价电子排布图为

4d5B

“「I11~|M；二氧化错的沸点高，耐磨性能好，属于原

子晶体。

(2)“碱烧”过程中发生的主要反应的化学方程式为

高温。

ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O

(3)出于对经济效益的考虑，温度和液固比不能使用最大的条件；出于

对生产效率的考虑，水洗时间不能过长。因此最佳除杂条件为液固比为

7:1,水洗温度为70℃,水洗时间为25min。

(4)根据上述分析可知，加入盐酸时硅元素转化为gSiQ从而除去；生成

水KOH%的离子方程式为。“转型(除钠)”过

++

Na2ZrO3+2H=2Na+ZrO(OH)2

程中NazZQ先转化为ZrO(OH)2,ZKXOH%不溶于水，故欲除钠，应采用过滤

操作。

(5)为了减少错的损失，对错硅渣的合理处理操作是将滤渣洗涤，并将

洗涤液并入母液中。（6）根据题意10.00mL试液消耗FDTA的物质的量

为0.03Lx0.02molL-1=0.0006mol,由于EDTA与ZrO2+在题述条件下以物质的量

之比为1:1反应，贝lJzrQ2+的物质的量为0.0006mol,则3.0g样品（水合氧

氯化错）中水合氧氯化错的物质的量=0.0006molX25=0.015mol,氧氯化错

的物质的量也为0.015mol,因此所含结晶水的质量

=3.0g-0.015moiX178g.mo「=0.33g,则样品中结晶水的百分含量

=033gxl00%=u%

3.0g°

二、实验题（共2题）

9.钛被称为继铁、铝之后的第三金属，性能优越,广泛用于航空航天等领域，

有人说“21世纪将是钛的世纪”。冶炼金属钛的主要原料为钛铁矿（主要

成分为FeTiCh,含FeO、FezCh等杂质），其冶炼过程如图所示,除了得到金属

钛，还可以得到副产物绿矶（FeSO4・7H2。）。

已知:FeTiO3+2H2sO4=TiOSO4+FeSO4+2H2。。

（1）钛铁矿用稀硫酸浸取前需充分研磨，目的是O

（2）试剂A为。已知绿矶的溶解度随温度变化的曲线如图

所示，则从溶液②中获得绿根的操作方法为o

2+

(3)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)2]=8XIO」，若溶液②中c(Fe)=0.5mol・L”,为防

止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超过(坨2乜).3)。

(4)TiOSO4水解生成偏钛酸(HzTiCh)沉淀的化学方程式为